C/C++程序设计

《C/C 程序设计》内容由浅入深，面向实际应用，例题经典、丰富，将指针的应用融合到全书的各章节之中。本书的结构新颖、紧凑、通俗易懂，是从零起步学习C及C 语言的合适教材。本书既可以作为普通本科院校、普通高等专科学校的计算机教材，也可以作为计算机培训和计算机等级考试辅导的教学用书 

《C/C 程序设计》全面、系统地介绍C及C 程序设计语言的基本概念、语法和编程方法。全书共分为14章，每个章节都从实际应用出发，蕴含了作者丰富的教学经验和编程心得。第1章通过一个简单C语言程序的编写、编译和运行介绍了程序设计的基本概念；第2章从计算机内数据存储的角度介绍了C程序中包括指针在内的数据类型的概念及使用方法；第3章介绍了包括指针运算在内的C语言提供的各种运算功能；第4章讲述了结构化程序设计的方法；第5章结合循环与指针，讲述了使用数组处理大量数据的方法；第6章讲述了包括结构体在内的各种自定义数据类型的使用方法；第7章讲述了使用函数进行模块化程序设计的方法，并重点讲述了指针在函数参数中的作用；第8章讲述了使用指针操作动态内存的方法及链表基本应用方法；第9章讲述了在C语言中处理文件的基本方法；第10章介绍了C的预处理命令及简单应用；第11章讲述了C 语言相对于C语言的部分扩展功能；第12章讲述了使用C 语言进行面向对象程序设计的基本方法；第13章讲述了在使用MFC应用程序框架编写Windows应用程序的基本方法；第14章参考全国计算机等级考试二级考试大纲，介绍了在软件开发过程中常用的编程技术。

第1章  C语言导论    1
1.1  C语言概述    1
 1.1.1  C语言的功能    1
 1.1.2  C语言的起源    2
 1.1.3  C语言的学习阶段与学习方法    3
1.2  第一个C语言程序    4
 1.2.1  程序代码    4
 1.2.2  空白和注释    5
 1.2.3  预处理指令    5
 1.2.4  main函数    6
 1.2.5  程序输出    6
1.3  C语言程序的运行    7
 1.3.1  程序的编译    7
 1.3.2  程序的运行和调试    8
1.4  习题    9
1.5  阅读材料——UNIX和C的故事*    10
第2章  数据    14
2.1  基本数据类型    14
 2.1.1  整型数据    14
 2.1.2  浮点型数据    17
 2.1.3  指针型数据    17
2.2  常量    18
 2.2.1  字面常量    18
 2.2.2  符号常量    22
2.3  变量    24
 2.3.1  标识符    24
 2.3.2  变量的定义    25
 2.3.3  变量的初始化    26
 2.3.4  变量的使用    27
2.4  输出与输入    28
 2.4.1  基本输出    28
 2.4.2  基本输入    32
2.5  习题    34
2.6  阅读材料——二进制与计算机*    36
 2.6.1  二进制起源    36
 2.6.2  计算机与二进制    36
 2.6.3  进制转换    37
 2.6.4  计算机中的补码    38
第3章  运算与表达式    40
3.1  算术运算    40
 3.1.1  基本算术运算符    40
 3.1.2  优先级与结合性    42
 3.1.3  数据类型转换    43
 3.1.4  自增、自减运算    45
3.2  关系运算    46
3.3  逻辑运算    46
3.4  位运算    48
 3.4.1  按位逻辑运算    48
 3.4.2  移位运算*    50
 3.4.3  程序例子    52
3.5  指针运算    52
 3.5.1  取地址运算    52
 3.5.2  操作指针变量    55
 3.5.3  移动指针    57
 3.5.4  比较指针    58
3.6  其他运算    58
 3.6.1  sizeof运算    58
 3.6.2  逗号运算    60
 3.6.3  条件运算    60
3.7  赋值运算    61
 3.7.1  赋值运算符和赋值表达式    61
 3.7.2  复合赋值运算    62
3.8  习题    63
第4章  程序控制结构    66
4.1  程序语句    66
4.2  顺序结构    67
4.3  选择结构    69
 4.3.1  if语句    69
 4.3.2  if嵌套    72
 4.3.3  switch语句    78
4.4  循环结构    83
 4.4.1  while循环    83
 4.4.2  do-while循环    86
 4.4.3  for循环    89
 4.4.4  其他控制语句    90
 4.4.5  循环控制嵌套    92
4.5  习题    96
第5章  数组    98
5.1  一维数组    98
 5.1.1  一维数组的定义    98
 5.1.2  一维数组元素的引用    100
 5.1.3  一维数组的初始化    102
 5.1.4  程序举例    104
5.2  多维数组    105
 5.2.1  多维数组的定义    106
 5.2.2  多维数组元素的引用    109
 5.2.3  多维数组的初始化    112
 5.2.4  程序举例    113
5.3  字符数组与字符串    115
 5.3.1  字符数组与字符串的关系    115
 5.3.2  字符串的输入输出    116
 5.3.3  字符串处理函数    119
 5.3.4  程序举例    122
5.4  指针数组*    126
 5.4.1  指针数组的定义与应用    126
 5.4.2  指向指针的指针    130
5.5  习题    132
5.6  阅读材料——字符集、字符编码、C语言宽字符间的关系*    132
第6章  其他数据类型    137
6.1  结构体类型的定义    137
6.2  结构体类型变量    138
 6.2.1  结构体变量的定义    138
 6.2.2  结构体变量的引用    140
 6.2.3  结构体变量的初始化    144
6.3  结构体类型数组    145
 6.3.1  结构体数组的定义    145
 6.3.2  结构体数组的初始化    146
 6.3.3  结构体数组的引用    147
6.4  位段类型*    149
 6.4.1  位段成员的定义    150
 6.4.2  位段成员的使用    151
6.5  共用体类型*    154
 6.5.1  共用体类型的定义    154
 6.5.2  共用体变量的定义    155
 6.5.3  共用体变量的引用    157
 6.5.4  共用体变量的初始化    160
 6.5.5  共用体变量的应用    161
6.6  枚举类型    163
 6.6.1  枚举类型的定义    163
 6.6.2  枚举类型变量的定义与引用    164
6.7  typedef自定义类型    166
 6.7.1  typedef定义类型    166
 6.7.2  typedef应用举例*    167
6.8  习题    169
第7章  函数    171
7.1  函数的定义和调用    171
 7.1.1  函数概述    171
 7.1.2  函数的定义    172
 7.1.3  函数的调用    172
7.2  函数的返回值、参数及函数声明    173
 7.2.1  函数的返回值    173
 7.2.2  函数的参数    177
 7.2.3  函数的声明    180
7.3  函数的嵌套和递归调用    182
 7.3.1  函数的嵌套调用    182
 7.3.2  函数的递归调用    185
7.4  函数与指针    189
 7.4.1  指针变量作为函数参数    189
 7.4.2  数组与函数    192
 7.4.3  返回指针值的函数    195
 7.4.4  指向函数的指针*    196

7.5  作用域    199
 7.5.1  局部作用域    199
 7.5.2  全局作用域    202
 7.5.3  多文件下的全局作用域    204
7.6  变量的存储类别    208
 7.6.1  动态存储方式    208
 7.6.2  静态存储方式    211
7.7  习题    212
第8章  内存的使用    214
8.1  动态使用内存    214
 8.1.1  分配内存    214
 8.1.2  释放内存    215
 8.1.3  应用举例    215
8.2  链表    219
 8.2.1  链表概述    219
 8.2.2  创建链表    223
 8.2.3  释放链表    233
 8.2.4  链表操作*    236
8.3  习 题    239
第9章  文件    240
9.1  文件概述    240
 9.1.1  数据文件    240
 9.1.2  文件的读写    240
 9.1.3  文件指针    241
 9.1.4  文件操作的步骤    241
9.2  文件的打开与关闭    241
 9.2.1  打开文件    241
 9.2.2  关闭文件    243
9.3  文件的读写    243
 9.3.1  字符读写文件    244
 9.3.2  字符串读写    246
 9.3.3  格式化读写文件    248
 9.3.4  非格式化读写文件    250
9.4  文件的随机读写*    251
 9.4.1  文件定位    251
 9.4.2  应用举例    252
9.5  习题    254
第10章  编译预处理    255
10.1  宏定义    255
　10.1.1  无参宏定义    255
　10.1.2  带参宏定义    257
10.2  文件包含    260
10.3  条件编译*    261
　10.3.1  条件编译的形式    261
　10.3.2  条件编译与多文件组织    263
10.4  习题    264
第11章  C 对C的扩充    265
11.1  C 语言概述    265
　11.1.1  C 的起源    265
　11.1.2  C 的面向对象程序设计    265
　11.1.3  C 的泛型程序设计    266
　11.1.4  C 的过程化程序设计    267
11.2  C 的数据类型    268
　11.2.1  常量    268
　11.2.2  布尔    269
　11.2.3  引用    270
　11.2.4  C 的类型检查    271
11.3  C 的运算符    273
　11.3.1  作用域运算符    273
　11.3.2  new运算符    274
　11.3.3  delete运算符    275
11.4  C 的名字空间    276
11.5  C 的输入、输出    278
　11.5.1  基本输入、输出    278
　11.5.2  文件输入、输出*    278
11.6  C 的函数与模板    280
　11.6.1  内联函数    280
　11.6.2  函数的重载    281
　11.6.3  带默认参数的函数    282
　11.6.4  函数模板*    283
11.7  C 的异常处理*    284
　11.7.1  异常的概念    284
　11.7.2  C 异常处理的方法    285
　11.7.3  C 标准异常    286
11.8  习题    287
第12章  基于C 的面向对象编程    288
12.1  类和对象    288
　12.1.1  概述    288
　12.1.2  类的定义    289
　12.1.3  类和对象的特性    291
　12.1.4  构造函数    292
　12.1.5  析构函数    295
　12.1.6  静态成员*    296
　12.1.7  类的友元*    297
　12.1.8  const对象*    298
　12.1.9  指向类成员的指针*    301
　12.1.10  运算符重载*    302
12.2  类的继承与派生    304
　12.2.1  继承与派生的概念    304
　12.2.2  继承与派生的一般形式    305
　12.2.3  派生类的构造函数与析构函数    307
　12.2.4  继承与派生的访问权限*    308
12.3  类的多态性    310
　12.3.1  多态性的概念    310
　12.3.2  虚函数与动态多态    311
　12.3.3  虚类（抽象类）*    314
　12.3.4  虚基类*    315
12.4  类模板与泛型编程*    316
　12.4.1  类模板    316
　12.4.2  类模板的继承    318
　12.4.3  泛型编程    318
12.5  习题    321
第13章  基于MFC的Windows编程    323
13.1  MFC基础    323
　13.1.1  概述    323
　13.1.2  创建MFC框架程序    325
　13.1.3  Windows程序的资源    328
　13.1.4  MFC对话框程序    333
13.2  MFC控件    335
　13.2.1  按钮控件    336
　13.2.2  静态控件    338
　13.2.3  编辑控件    340
13.3  MFC绘图    342
　13.3.1  基本概念    342
　13.3.2  CDC类与绘图    343
　13.3.3  GDI类与绘图属性    346
　13.3.4  修改控件的字体*    351
13.4  常用对话框    353
　13.4.1  消息对话框    353
　13.4.2  文件对话框*    354
13.5  常用消息    356
　13.5.1  鼠标消息    356
　13.5.2  键盘消息*    358
　13.5.3  定时器消息*    361
　13.5.4  关闭窗口消息*    363
13.6  习题    364
第14章  编程技术基础*    367
14.1  基本数据结构与算法    367
　14.1.1  基本概念    367
　14.1.2  线性表及其顺序存储结构    372
　14.1.3  栈和队列    375
　14.1.4  链表    378
　14.1.5  树与二叉树    382
　14.1.6  常见查找算法    386
　14.1.7  常见排序算法    387
14.2  程序设计基础    392
　14.2.1  程序设计方法与风格    392
　14.2.2  结构化程序设计    393
　14.2.3  面向对象的程序设计方法    395
14.3  软件工程基础    398
　14.3.1  软件工程基本概念    398
　14.3.2  结构化分析方法    403
　14.3.3  结构化设计方法    405
　14.3.4  软件测试的方法    409
　14.3.5  程序的调试    411
14.4  数据库设计基础    411
　14.4.1  数据库的基本概念    411
　14.4.2  数据模型    412
　14.4.3  关系代数运算    419
　14.4.4  数据库设计方法和步骤    424
14.5  习题    430
附录A  常用字符与ASCII码对照表    436
附录B  运算符和结合性    437
附录C  常用标准库函数    439
附录D  几个常用MFC类    446
附录E  Windows虚键码表    450
参考文献    452

从诞生之日起，C及C 语言就作为应用最为广泛的程序设计语言长盛不衰，从家用电器中的单片机到企业生产设备中的工业控制系统，从汽车中的车载计算机到轮船、宇宙飞船中的控制系统，从家用计算机到巨型机，可以说只要有计算机的地方，C及C 语言都是最重要的两种程序设计语言。由于C 语言是C语言的超集，本书前半部分完整介绍C语言程序设计，后半部分介绍C 语言对于C语言的扩充及常用编程技术。读者也可以暂时跳过标记*部分内容的学习，即使只学习本书的前半部分内容，也可以完整学习C语言程序设计方法，以后再学习C 相对于C语言的扩充部分亦可事半功倍。
　　本书主要作者为一直工作于教学一线的大学教师，承担“C语言程序设计”与“C 语言程序设计”课程的教学任务十余年，有着丰富的教学经验，同时长期从事C及C 语言软件开发工作，有几十万行C/C 程序代码的开发经验，开发的软件多次获得省级、市级奖励。在教学实践中，作者感受最深的就是学生普遍反映C及C 语言难学难懂，尤其是指针千变万化，难以捉摸，而事实上，只要遵照一定的学习规律，C及C 语言并不难掌握。
　　部分C及C 语言教材过细的内容组织让学生迷失了方向。看着满篇的烦琐内容，读者根本不明白该学什么，更不明白C与C 的重点是什么，唯一的感觉就是C和C 语言难而烦。本书力求做到去繁就简，以弄懂基本的、主要的、核心的内容为重点，紧紧围绕软件开发需求最核心的内容进行组织。
　　基于作者长期从事软件开发的经验，本书特别强调实践能力的培养。上机练习是学习程序设计的最好方法，本书内容安排在读者学完第1章后就可以开始。书中每章内容都包含大量示例，课后练习也以编程实践为主，课后练习的内容由浅入深，如果能做完，本章内容即可完全掌握。
　　本书第1章阐述计算机及程序的基本工作原理，C语言程序是怎样运行的，并通过一个完整的C程序例子介绍C程序的各部分组成、功能及C语言程序编辑、编译、运行的方法。通过本章的学习，使读者能够对C语言程序及程序设计的过程和方法有一个基本的        认识。
　　第2章用了大量的篇幅介绍计算机中数据的存储方式，从而引入了整数、浮点数、指针等数据类型的概念，并使读者理解这些数据类型的作用和意义。在本章最后介绍C语言中输入、输出的基本方法，使读者马上可以通过这些输入、输出功能，对刚学到的各种不同类型数据进行比较和分析。
　　第3章讲解C语言中可以使用的各种运算符，并通过大量的示例来展示这些运算符的功能。本章还详细讲解了指针的各种运算方法，为以后指针的使用做好准备。
　　通过前面3章的学习，读者已经掌握了C语言中各种基本数据类型的处理方法。
　　第4章的内容通过讲解顺序结构、选择结构、循环结构这三种程序结构，使读者可以编写出具有一定实用功能的程序。本章的难点是循环，尤其是多重循环，这也是很多学生在学习C语言过程中开始掉队的地方，解决这个难点的唯一方法就是练习，反复地编程        练习。
　　第5章讲述数组，使C语言程序可以处理大量的数据。数组的处理离不开循环，所以本章的内容还包括了第4章循环内容的强化。另外，由于数组的元素在内存中是连续存储的，这在本书中第一次给了指针大显身手的空间，完成本章内容的学习，C语言已经入门一半了。
　　第6章讲述包括结构体在内的C语言各种自定义数据类型的使用方法。本章以概念性内容居多，虽然烦琐但并不难以掌握，书中通过各种示例对它们的定义、方法和用法一一进行了展示，是经过第5章艰苦学习过程后的一次小的休整。
　　第7章讲述C语言中函数的使用方法及模块化程序设计的基本思想，通过将一个复杂程序划分成若干函数来实现，从而降低了程序的编写难度。在函数的调用过程中，指针作为函数参数可以起到双向传值的作用，这些都是本章的重点和难点。
　　第8章讲述动态内存的使用方法，操作内存离不开指针，本章首先讲述如何获取动态内存，然后讲述通过链表来组织、使用动态内存的方法。链表是结构体、指针的结合，由于操作的复杂性使得使用函数成为必然，所以说本章内容是前7章内容的综合。完成本章内容的学习，C语言的掌握可以算入门了。
　　第9章讲述在C语言中操作文件的方法，主要是一些文件操作函数的应用。
　　第10章讲述在C语言中一些编译预处理命令的使用方法，在本章结尾处介绍了在组织多文件的C语言源程序时条件编译的应用，为读者以后编写大型C语言程序提供了方便。
　　第11章讲述C 语言相对于C语言的部分扩展功能。通过本章的学习，读者可以了解C语言与C 语言的区别，初步了解使用C 语言进行程序设计的方法。
　　第12章讲述使用C 语言进行面向对象程序设计的基本方法。通过本章的学习，读者可以了解面向对象程序设计的基本原理及使用C 语言进行面向对象程序设计的基本方法。完成本章内容的学习，C 语言的掌握可以算入门了。
　　第13章讲述使用MFC应用程序框架编写Windows应用程序的基本方法。标准的C及C 语言都不涉及具体操作系统下的软件开发功能，本章介绍使用微软公司提供的MFC应用程序框架开发Windows应用程序的方法，通过本章的学习，读者可以掌握使用C 语言开发Windows系统下图形界面应用程序的方法和技术。
　　第14章介绍一些常用的编程技术。该部分内容全面覆盖了全国计算机等级考试二级考试大纲中公共知识部分的内容。通过本章及前10章内容的学习，读者可以达到全国计算机等级考试二级C语言考试的要求。通过本章及前12章内容的学习，读者可以达到全国计算机等级考试二级C 语言考试的要求。通过全书的学习，读者可以达到入门级程序员的水平。
　　本书在编写过程中参考了许多同行的著作，作者在此一并表示感谢。
　　
　　本书的编写得到了江苏省教育改革课题（2017JSJG532）的资助。感谢为本书提供直接或间接帮助的每一位朋友，你们的帮助和鼓励促成了本书的顺利完成。如果您能够愉快地读完本书，并告之身边的朋友，原来C及C 语言并不难学，那么作者编写本书的目的就达到了。
　　尽管作者尽了最大努力，但是由于时间关系及作者学识所限，书中难免存在缺点和错误，恳请各位读者批评指正，以便再版时修订。
　　
　　编  者    
　　2019年1月

运算与表达式
　　计算机的大量功能都是通过各种各样的运算来完成的，为了完成这些运算，C语言提供了丰富的运算符（operator），这些运算符通过对数据进行处理来完成各种运算功能。由运算符、操作对象构成的式子被称为表达式（expression）。表达式是有值的，这个值就是运算符对各种数据进行处理的结果。
　　不同的运算符对操作对象有不同的要求，有的运算符只能对一个操作对象进行操作，被称为单目运算符；有的运算符能对两个操作对象进行操作，被称为双目运算符；有的运算符能对3个操作对象进行操作，被称为三目运算符。本章将对C语言提供的各种运算符及其功能和使用方法进行讲述。
3.1  算 术 运 算
　　算术运算是C语言提供的最基本的运算符，它可以完成基本的算术运算功能，分为基本算术运算符和自增自减运算符。
3.1.1  基本算术运算符
　　C语言的基本算术运算符号主要有以下7种。
　　1．单目基本算术运算符
　　单目正值运算符“ ”和单目负值运算符“?”只能对一个操作对象进行操作。操作功能是对操作对象进行取正或取负的运算，操作结果值作为表达式的值。操作对象可以为整型或浮点型，本运算符不改变操作对象的值。
　　表达式格式：
　　
     运算符 操作对象
　　
　　【例3.1】 正值运算与负值运算符。
　　
     #1.    #include
     #2.    int main()
     #3.    {
     #4.        int a=50;                /* 对整型变量a赋值为50                 */
     #5.        printf(“%dt”, a);         /* 对整型变量a做正值运算，并输出运算结果    */
     #6.        printf(“%dt”,a);         /* 输出整型变量a                        */
     #7.        printf(“%dt”,-a);         /* 对整型变量a做负值运算，并输出运算结果    */
     #8.        printf(“%dn”,a);         /* 输出整型变量a                        */
     #9.        return 0;
     #10.}
　　
　　程序运行结果如下：
　　
     50    50    -50    50
　　
　　2．双目基本算术运算符
　　C语言提供了 、?、*、/、%五种双目运算符，分别对应算术运算的加、减、乘、除、求余运算，操作结果值作为表达式的值。除了求余运算要求两个操作数必须是整数外，操作对象可以是整型或浮点型，本运算不改变操作对象的值。
　　表达式格式：
　　
     操作对象1 运算符 操作对象2
　　
　　注意：
　　（1）如果两个操作对象是不同的类型，系统先把它们转成相同类型（这个转换并不会改变操作对象的值），然后再进行运算，运算结果值的类型也是转换后的类型。例如，两个操作对象一个是整型、一个是浮点型，则系统先把它们转成浮点型之后再进行运算，计算结果作为表达式的值。
　　（2）除法运算的两个操作对象如果是整型，则结果是去掉小数部分后的整型，如19/10的表达式值是1；如果操作对象是整型且符号不同，则不同编译器的方法可能不同，大部分是按照绝对值进行计算，结果去除小数部分后再加上负号。
　　（3）求余运算中，如果操作对象有负数，则先按照两操作对象的绝对值进行计算。表达式的值（即余数的值）按照操作对象1的符号确定，如?13%7、?13%?7两个表达式值都是?6，13%?7、13%7表达式值都是6。
　　
　　【例3.2】 双目算术运算。
　　
     #1.    #include
     #2.    int main()
     #3.    {
     #4.        char c=8,d=’R’;        /* ‘R’的ASCII码值为82*/
     #5.        int i=76,j;
     #6.        float w=7.9,x;
     #7.        j=i*i;                /*    j=76*76        */
     #8.        printf(“%dt”,j);
     #9.        j=i*c;                /*    j=76*8        */
     #10.    printf(“%dt”,j);
     #11.    j=i/c;                /*    j=76/8        */
     #12.    printf(“%dt”,j);
     #13.    j=i*d;                /*    j=76*82        */
     #14.    printf(“%dt”,j);
     #15.    j=i/w;                /*    j=76/7.9    */
     #16.    printf(“%dt”,j);
     #17.    j=i%10;                /*    j=76%10        */
     #18.    printf(“%dt”,j);
     #19.    x=i/w;                /*    x=76/7.9    */
     #20.    printf(“%fn”,x);
     #21.    return 0;
     #22.}
　　
　　程序运行结果如下：
　　
     5776    608    9    6232    9    6    9.62025